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浅析建筑楼宇自控系统的设计

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2021-12-04 10:21 热度:

   随着社会的发展,建筑节能技术的不断进步,楼宇自控系统在建筑日常管理中的作用越来越重要。那么,如何建设一个功能完善的楼宇自控系统并充分发挥其作用,已成为当前设计方、建设方、集成方等各方共同关注的问题。

浅析建筑楼宇自控系统的设计

  1 、系统简介

  建筑楼宇自动控制系统(BAS)主要用于对建筑物内的各种机电设备(如空调、新风、给排水、变配电等)进行集中监控和管理,根据实际需要对部分设备进行远程控制,提高了后勤人员的办公效率,并为人们提供健康舒适的办公环境。

  2、 设计原则

  在满足实际需求的基础上,设计应保持一定超前性,以满足当今科技的快速发展,为此在制定系统方案时遵循下列原则:先进性;实用性;可靠性;安全性;经济性;易维护性;开放性和可扩展性。

  3、 系统架构

  3.1、 系统架构

  (1)系统采用总线制(RS485)和局域网(TCP/IP)混合方式,相对于传统全部采用TCP/IP的系统更加符合建筑机电系统的需求和特点。

  (2)系统采用B/S(浏览器/服务器)结构,在建筑内配置好系统服务器后,任何一台具备通用浏览器IE的电脑都可以进行全功能的操作。如图1所示。

  3.2 、各子系统

  3.2.1、 冷热源系统

  系统的设备主要包括冷水机组、冷却水泵、冷却塔、冷冻水泵、膨胀水箱、热水机组等冷热源设备。

  冷冻机房采用机房群控系统,楼宇自控系统将通过接口的方式读取设备的相关运行参数。

  3.2.2 、空调、新风系统

  空调和新风系统的设计按照国家标准《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015规定,具体情况可见表1至表3。

  3.2.3 、通排风系统

  通排风系统共有送排风机、消防排烟、正压风机等设备。

  在地下层设置有CO浓度监测点,作为车库空气质量控制的依据。

  监控功能主要有:风机状态监测;风机手自动状态监测;风机故障报警;风机启停控制;消防排烟风机状态监测;消防排烟风机故障报警;变频器变频控制与反馈;车库CO浓度监测等。

  地下车库内,CO浓度较高,实施车库空气质量控制。

  3.2.4、给排水系统

  系统主要实现以下部分的监控与控制:(1)生活水泵控制;(2)水流检测;(3)自来水压力监测;(4)供水压力监测;(5)频率监测;(6)污水泵控制;(7)污水液位监测。

  3.2.5 、变配电系统

  系统仅仅监控配电柜的三相电流、三相电压、功率因数、频率等电力参数,考虑到安全因素,系统不对其进行远程控制,需要操作时,均由现场操作人员完成。

  3.2.6、 电梯系统

  高层建筑中,电梯作为主要的通行工具,其运行状态时刻关系着建筑中的工作人员。楼宇自控系统的主要监控范围有:电梯起停控制、运行状态、电梯门状态、楼层指示、故障报警、应急报警等,同时还要保证在发生火灾时,有可靠的联动消防。

  3.2.7、 照明系统监控功能

  为了节约能源,对建筑内照明进行智能化管理也是必不可少的一项工作,主要分为以下几个区域:(1)公共区照明监控:采用定时控制方式,在程序中设置好开关时间。(2)生活区照明监控:采用分时段控制。(3)办公区照明监控:对正常工作日、双休日、节假日采用不同的时间控制。(4)事故照明:当发生紧急事故时,自动启动事故照明,并发出报警。

  4、 前端点位设计参考

  根据风、水、电图纸,以及各设备监控点位类型和设备所在楼层,前端点位统计格式参照表4和表5。

  5、 与第三方接口设计

  容许通过以太网与其他子系统兼容。采用特定的网络兼容器,与多个厂家系统进行系统兼容。

  采用标准的工业通讯语言,例如Modbus,欧洲M-Bus,Lon Talk,OPC等。

  经典做法:

  变配电系统——MODBUS协议

  冷热源机房群控系统——MODBUS协议

  智能照明系统——MODBUS协议

  子系统通过统一的接口来提供系统数据,如物理接口为RS232、RS485或RS422,软件协议支持MODBUS、BACnet、API、OPC、ODBC、DDE等方式或其中一种通讯方式;

  各子系统必须提供通讯协议的格式、参数的解释、物理接口类型等;

  各子系统的数据读取位置集中于楼宇自控系统机房内;

  以上信号都须引至该设备的启动、停止柜端子排上,以便于系统获取信号。

  6 、设计建议

  (1)根据室外温度,对空调机组/新风机组的送风设定温度进行调整,减少空调设备能量消耗。

  (2)在春秋季节,利用凉爽的室外新风,调节新风风阀至最大开度,保证新风的充分供给,最大幅度提前降低室内的热负荷,以最大限度的节约能源。

  (3)室内区域的温度控制,遵循梯度控制原则:

  冬季温度:办公区域>走道/电梯厅>大堂

  夏季温度:办公区域<走道/电梯厅<大堂

  (4)办公大堂人流分布较规律,一般上下班和午饭时间人流最多,其他时间则较随机,热负荷也呈较规律的变化,系统将根据负荷曲线的变化趋势提前调整控制状态,以保证环境温度的舒适性。大堂空间通常较高,而人主要在离地2米的范围内活动,建议温度取样点离地高度1.5米为宜。

  (5)办公楼各个区域人员分布异性较大,部分区域甚至无人员活动。应分楼层、分区域地独立控制空调设备,从而降低能源的浪费。

  (6)建议在设计过程中中电对空调进行节能控制。尽可能减少电能消耗量,同时利用分时电价政策,尽可能多利用“谷段”电能,从而节省电费。

  (7)通过对流量系数(CV值或KV值)计算数值来选取电动调节水阀的口径,以确保BA系统的调节品质。

  (8)定期清洗空调箱过滤网和空调风管,减少细菌滋生,同时节能降耗。

  7、结束语

  如何做到节能建筑、绿色建筑,楼宇自控系统的设计方法及思路极为重要,在后期不断实践中总结经验,持续完善设计深度,是每一个楼宇自控系统设计者必须要考虑的问题。

  《浅析建筑楼宇自控系统的设计》来源:《江苏通信》,作者:李士波

文章标题:浅析建筑楼宇自控系统的设计

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